Эволюция нелинейных акустических волн

ЭВОЛЮЦИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН [c.252]

Предположим, чго на нижней границе хромосферы (х=0) генерируется гармоническая акустическая волна с параметрами со и Распространяясь вверх, она испытывает нелинейные искажения вплоть до образования разрывов в некоторой точке х=дс . Ниже этой точки поглощение отсутствует, и звук не влияет на температурный профиль. Однако при х>ха появляется источник тепла, происходит поглощение энергии ударных волн, и в уравнение баланса тепла добавляется соответствующее слагаемое. С другой стороны, закон эволюции разрывов тоже заранее не известен - он определяется из уравнений движения разрыва, в которые входят неизвестные параметры Т(х) я р(х). [c.90]

Кроме задачи о взаимодействии слабой регулярной акустической волны с шумом, представляет интерес задача о динамике нелинейной эволюции самого спектра интенсивного шума, происходящей из-за взаимодействия его отдельных компонент. Эволюция зависит от нелинейных свойств среды, от расстояния, которое этот шум проходит, от вида самого спектра и интенсивности его компонент. Эта задача первоначально рассматривалась в [33] для среды без диссипации и в 1431 при малой нелинейности. Было выяснено, что для широкополосного исходного спектра спектры всех гармоник перекрываются, и если, например, начальный спектр 5 (ю, 0) сосредоточен вблизи со=0, то он с расстоянием деформируется на низких частотах спектральная плотность уменьшается, а на высоких возрастает. В том же случае, когда максимум спектральной плотности находится на частоте со О, спектральная плотность возрастает как на более высоких частотах, так и параметрически подкачивается к низким частотам. [c.116]

В большинстве теоретических и экспериментальных работ [1-4], связанных с влиянием пузырьковых завес на эволюцию волн, в основном изучение проводилось применительно к ситуации, когда волна давления, сформировавшись в газовой фазе, входит в область пузырьковой жидкости, граничащую с областью "чистой" жидкости. Особенность динамики прохождения волн из газа в пузырьковую жидкость связана с тем, что пузырьковая жидкость акустически более мягкая, чем чистая жидкость, в то же время значительно более жесткая, чем газ. Когда волна давления, сформировавшаяся в чистой жидкости, проникает в пузырьковую жидкость, реализуется совершенно иная картина. Хотя некоторые качественные закономерности для такого случая следуют из общей теории акустики пузырьковых жидкостей, к настоящему времени в литературе практически отсутствуют работы с численным анализом. Именно такая ситуация в наиболее общем виде рассмотрена в данной работе для акустических и нелинейных волн. В частности, изучена эволюция сигнала в жидкости при прохождении его через пузырьковую завесу, находящуюся между двумя параллельными плоскостями, а также при отражении от жесткой стенки, покрытой слоем пузырьковой завесы. Для акустических волн рассмотрен случай, когда длина волны (и в том числе протяженность импульса конечной длительности) меньше толщины пузырьковой завесы. [c.133]

Указанные соображения и определили структуру книги. В ней обсуждаются акустические модели различных сред (жидкостей, газов, газожидкостных смесей, однородных и структурно-неоднородных твердых сред) и уравнения волн конечной амплитуды в таких средах. Качественный характер волнового процесса определяется сочетанием и конкуренцией нескольких факторов, таких, как нелинейность, диссипация, дисперсия, а в неодномерных случаях — также рефракция и дифракция, и в книге последовательно рассматривается влияние зтих факторов на эволюцию и взаимодействие акустических волн. В сущности, зто - книга о поведении слабонелинейных волн в сплошных средах. Исходя из такой общеволновой трактовки мы и выбирали материал книги, который все же не исчерпывает всего содержания нелинейной акустики. В частности, мы почти везде ограничиваемся рассмотрением продольных упругих волн (т.е. собственно акустикой) и не рассматриваем злектро- и магнитоакустических процессов. При зтом мы стараемся избегать сложных математических схем, используя по возможности упрощенные модели и феноменологические подходы. Заметим, что, хотя основу книги составляют вопросы теории, мы везде, где зто возможно, приводим количественные оценки и данные зкспериментов, пытаясь дать читателю представление о параметрах и возможностях реализации рассматриваемых процессов. [c.4]

В этом слуаде амплитуда второй гармоники сначала растет, достигает максимума при X = (1п2)/26со и затем экспоненциально затухает. Максимальное отношение амплитуд и равно Re/8, где акустическое число Рейнольдса Re равно auo/( o6). Позтому при Re < 1 зто отношение везде мало, и тогда решение (1.6) справедливо всюду волна затухает раньше, чем в ней успеют развиться нелинейные эффекты. Если же Re > 1, то метод возмущений дает правильное решение только на небольших расстояниях а именно при ах < Re . При этом (1.6) дает = аиаЬУХ% п2ыу. Для более полного описания необходимо построение решения, учитьшающего эволюцию всего спектра волны, что будет сделано ниже. [c.32]

Обращение волнового фронта [32, 46]. Уже в первых экспериментах по вынужденному рассеянию электромагнитных волн на создаваемой ими звуковой решетке (условие синхронизма шо = W + ко = кс -Ь q, где LJo, ко и Шс, кс — соответственно частота и волновое число падающей и рассеянной электромагнитных волн, а О, q— частота и волновое число акустической волны) было замечено, что при выходе из области нелинейного взаимодействия рассеянный назад волновой пучок примерно повторяет эволюцию пучка падающей волны-накачки. Затем выяснилось, что во многих экспериментальных ситуациях рассеянная волна точно воспроизводит комплексно-сопряженную падающую волну, сильно промодулированную в поперечном направлении [3]. Повторение рассеянной назад волной того же оптического пути, который прошла накачка по неоднородной (в общем случае случайной) среде, но в обратном направлении, означает, что область нелинейного взаимодействия работает как эффективное зеркало. Но зеркало очень необычное отраженная назад волна повторяет оптический путь падающей волны, лишь когда ее фазовый фронт оказывается комплексно-сопряженным с фазовым фронтом накачки ас( ) do r). При этом полная фаза квазигармонической волны iiut — ikx + iip) при распространении в ж-направлении меняется, как у падающей при обратном ходе времени. Именно поэтому эффекты воспроизведения поперечной модуляции пучка падающей волны в излучении, идущем из области нелинейного взаимодействия, получили название обращение волнового фронта . [c.428]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...